KR101184209B1 - 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축기에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 에어컨의 장시간 방치후 사용시 액냉매가 모이는 전,후방 하우징의 토출실 하부영역에 토출측 가스켓의 리테이너를 지지하도록 지지리브를 형성함으로서, 액냉매에 의한 액압축현상 발생시 부품의 파손을 방지하고 내구성을 향상시킨 압축기에 관한 것이다.
이에 본 발명은 내부에 흡입실(111) 및 토출실(112)이 형성되는 전,후방 하우징(110)(110a)과, 상기 전,후방 하우징(110)(110a)의 사이에 설치되는 실린더블록(120)(120a)과, 상기 실린더블록(120)(120a)의 실린더보어(121)내에 설치되고 구동축(130)과 함께 회전하는 사판(140)의 회전운동에 연동하여 왕복운동하는 다수의 피스톤(150)과, 상기 전,후방 하우징(110)(110a)과 실린더블록(120)(120a)의 사이에 설치되며 밸브플레이트(161)의 양측에 배치되어 냉매흡입공(161a) 및 냉매토출공(161b)을 개폐하는 흡입리드밸브(163) 및 토출리드밸브(162)를 갖는 밸브유니트(160)와, 상기 밸브유니트(160)의 일측에 토출리드밸브(162)를 지지하도록 설치되는 리테이너(166a)를 포함하여 이루어진 압축기에 있어서, 상기 전,후방 하우징(110)(110a)의 토출실(112)에는 액냉매에 의한 액압축현상 발생시 부품의 파손을 방지할 수 있도록 상기 리테이너(166a)를 지지하는 지지수단(117)이 형성된 것을 특징으로 한다.
압축기, 전,후방하우징, 토출실, 가스켓, 리테이너, 지지리브

Description

압축기{Compressor}
도 1 은 종래의 압축기를 나타내는 단면도,
도 2 는 도 1 에서의 A-A선 단면도,
도 3 은 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 단면도,
도 4 는 도 3 에서의 B-B선 단면도,
도 5 는 본 발명에 따른 압축기에서 밸브유니트 및 가스켓을 나타내는 분해사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100: 압축기 110: 전방하우징
110a: 후방하우징 111: 흡입실
112: 토출실 112a: 제 1 토출실
112b: 제 2 토출실 112c: 토출홀
113: 격벽
115: 고정홀 116: 볼트체결공
117: 지지수단 117a: 지지리브
120: 전방실린더블록 120a: 후방실린더블록
121: 실린더보어 122: 흡입통로
123: 연결통로 124: 사판실
125: 지지공 126: 니들롤러베어링
130: 구동축 140: 사판
145: 슈 150: 피스톤
160: 밸브유니트 161: 밸브플레이트
161a: 냉매흡입공 161b: 냉매토출공
162: 토출리드밸브 162a,163a: 밸브판
163: 흡입리드밸브 164: 고정핀
165,166: 가스켓
166a: 리테이너
170: 머플러
171: 냉매흡입구 172: 냉매토출구
180: 볼트
본 발명은 압축기에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 에어컨의 장시간 방치후 사용시 액냉매가 모이는 전,후방 하우징의 토출실 하부영역에 토출측 가스켓의 리테이너를 지지하도록 지지리브를 형성함으로서, 액냉매에 의한 액압축현상 발생시 부품의 파손을 방지하고 내구성을 향상시킨 압축기에 관한 것이다.
통상적으로 자동차용 압축기는 증발기로부터 증발이 완료되어 토출된 냉매가스를 흡입하여 액화되기 쉬운 고온고압 상태의 냉매가스로 변환시켜 응축기로 토출한다.
이러한 압축기에는 경사진 사판의 회전으로 피스톤이 왕복운동하는 사판식 압축기, 2개의 스크롤의 회전운동에 의해 압축하는 스크롤식 압축기, 회전 배인(vane)에 의해 압축하는 배인 로터리식 압축기 등 다양한 종류가 있다.
이 중 피스톤의 왕복 운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식 압축기에는 상기 사판식 압축기 외에도 크랭크식과 워블 플레이트식 등이 있으며, 상기 사판식 압축기의 경우에도 용도에 따라 고정 용량형 사판식 압축기와 가변 용량형 사판식 압축기 등이 있다.
도 1 내지 도 2 는 종래의 고정 용량형 사판식 압축기를 나타낸 도면으로서, 이를 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 상기 사판식 압축기(1)는 전방 실린더블록(20)이 내장된 전방 하우징(10)과, 상기 전방 하우징(10)과 결합되며 후방 실린더블록(20a)이 내장된 후방 하우징(10a)으로 이루어진다.
여기서, 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 내부에는 아래에서 설명될 밸브 플레이트의 냉매토출공 및 냉매흡입공과 대응하여 격벽(13)의 내,외측에 각각 토출실(12) 및 흡입실(11)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 토출실(12)은 격벽(13)의 내측에 형성된 제 1 토출실(12a)과, 상기 격벽(13)의 외측에 형성되어 흡입실(11)과 구획되며 제 1 토출실(12a)과 토출 홀(12c)을 통해 연통하는 제 2 토출실(12b)로 구성된다.
즉, 상기 제 1 토출실(12a)의 냉매가 상기 작은 직경의 토출홀(12c)을 통과할 때는 축소되고 제 2 토출실(12b)로 이동할 때는 확대되는데, 이렇게 냉매가 축소 및 확대 되는 과정에서 맥동압이 떨어져 진동과 소음을 감소할 수 있게 된다.
그리고, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)은 내부에 다수의 실린더보어(21)가 구비되고, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 서로 대응하는 실린더보어(21)에는 피스톤(50)들이 직선 왕복운동하도록 결합됨과 아울러 상기 피스톤(50)들은 구동축(30)에 경사지게 결합된 사판(40)의 외주에 슈(45)를 개재하여 결합된다.
따라서, 상기 구동축(30)과 함께 회전하는 사판(40)에 연동하여 상기 피스톤(50)들은 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 실린더보어(21) 내부를 왕복하게 된다.
그리고, 상기 전,후방 하우징(10)(10a)과 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 사이에는 밸브유니트(60)가 설치된다.
여기서, 상기 밸브유니트(60)는, 상기 흡입실(11)과 실린더보어(21)를 연통하는 냉매흡입공 및 실린더보어(21)와 토출실(12)을 연통하는 냉매토출공이 각각 형성된 밸브 플레이트와, 상기 밸브 플레이트의 양측에 설치되며 각각 상기 냉매흡입공 및 냉매토출공을 개폐할 수 있도록 밸브판이 구비된 흡입리드밸브 및 토출리드밸브로 구성된다.
이러한 상기 밸브유니트(60)는 상기 전,후방 하우징(10)(10a)과 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 사이에 각각 조립되게 되는데, 이때 밸브유니트(60)의 양측에 형성된 고정핀(64)이 전,후방 하우징(10)(10a)과 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 마주하는 면에 형성된 고정홀(15)에 삽입되면서 위치가 고정된 상태로 조립되는 것이다.
또한, 상기 밸브유니트(60)와 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 사이를 밀폐하도록 흡입측 가스켓(65)이 설치되고, 상기 밸브유니트(60)와 전,후방 하우징(10)(10a)의 사이를 밀폐하도록 토출측 가스켓(66)이 설치되며, 여기서, 상기 토출측 가스켓(66)에는 토출리드밸브의 각 밸브판의 과도한 변형을 방지할 수 있도록 리테이너(66a)가 형성되어 있다.
한편, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a) 사이에 구비된 사판실(24)로 공급되는 냉매가 상기 각 흡입실(11)로 유동할 수 있도록 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에는 다수의 흡입통로(22)가 형성되며, 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 제 2 토출실(12b)은 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)을 관통하여 형성된 연결통로(23)에 의해 상호 연통된다.
따라서, 상기 피스톤(50)의 왕복운동에 따라 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 보어(21)내에서 동시에 냉매의 흡입 및 압축이 수행될 수 있는 것이다.
그리고, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 중앙에는 구동축(30)을 지지할 수 있도록 지지공(25)이 형성되고, 상기 지지공(25) 내에는 니들롤러베어링(26)이 개재되어 상기 구동축(30)을 회전가능하게 지지하고 있다.
한편, 상기 후방 하우징(10a)의 외주면 상부에는 피스톤(50)의 흡입행정시 증발기로부터 이송된 냉매를 압축기(1) 내부로 공급하고, 피스톤(50)의 압축행정시 에는 압축기(1) 내부에서 압축된 냉매를 응축기 쪽으로 토출하도록 머플러(70)가 설치된다.
상술한 바와 같이 구성된 압축기(1)의 냉매순환과정을 설명하면 다음과 같다.
증발기로부터 공급되는 냉매는 상기 머플러(70)의 흡입부로 흡입된 후 냉매흡입구(71)를 통해 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a) 사이의 사판실(24)로 공급되고, 상기 사판실(24)로 공급된 냉매는 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에 형성된 흡입통로(22)를 따라 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 흡입실(11)로 유동하게 된다.
이후, 상기 피스톤(50)의 흡입행정시 상기 흡입리드밸브가 열리게 되는데, 이때 상기 흡입실(11)의 냉매가 밸브플레이트의 냉매흡입공을 통해 상기 실린더보어(21) 내부로 흡입된다.
그리고, 피스톤(50)의 압축행정시 상기 실린더보어(21) 내부의 냉매가 압축되게 되는데, 이때 상기 토출리드밸브가 열리면서 냉매가 밸브플레이트의 냉매토출공을 통해 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 제 1 토출실(12a)로 유동하게 되고 최종적으로 제 2 토출실(12b)을 거쳐 상기 머플러(70)의 냉매토출구(72)를 통해 머플러(70)의 토출부로 토출된 후 응축기로 유동하게 되는 것이다.
한편, 상기 전방 실린더블록(20)의 실린더보어(21)내에서 압축된 냉매는 상기 전방 하우징(10)의 제 1 토출실(12a)로 토출되고 이후 제 2 토출실(12b)로 유동 한 후 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에 형성된 연결통로(23)를 따라 상기 후방 하우징(10a)의 제 2 토출실(12b)로 유동하여 이곳의 냉매와 함께 상기 냉매토출구(72)를 통해 머플러(70)의 토출부로 토출된다.
그러나, 에어컨의 장시간 방치후 사용시, 액냉매에 의한 액압축현상이 발생하게 된다. 즉, 기체상태의 냉매 보다 밀도가 높은 액냉매는 압축기(1)의 하부측에 고여 피스톤(50)의 압축행정시 매우 큰 압력을 발생시키게 된다.
이에 따라, 피스톤(50)의 압축행정시 상기 토출리드밸브의 밸브판이 밸브플레이트의 냉매토출공을 개방하게 되는데 이때 액냉매에 의한 매우 큰 압력으로 인해 밸브판이 과도하게 변형되면서 밸브판을 지지하는 상기 토출측 가스켓(66)의 리테이너(66a)를 변형 및 파손시키는 문제가 있었다.
특히 액냉매가 고이는 중력방향 하부영역에 위치한 리테이너(66a)의 파손이 크게 발생하는 문제가 있었다.
아울러, 상기 리테이너(66a)의 파손으로 인해 파손된 조각이 부품으로부터 이탈할 경우에는 이 조각이 압축기(1) 내부를 유동하면서 더욱더 큰 문제를 야기시키게 되었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 에어컨의 장시간 방치후 사용시 액냉매가 모이는 전,후방 하우징의 토출실 하부영역에 토출측 가스켓의 리테이너를 지지하도록 지지리브를 형성함으로서, 액냉매에 의한 액압축현상 발생시 부품의 파손을 방지하고 내구성을 향상시킨 압축기를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 흡입실 및 토출실이 형성되는 전,후방 하우징과, 상기 전,후방 하우징의 사이에 설치되는 실린더블록과, 상기 실린더블록의 실린더보어내에 설치되고 구동축과 함께 회전하는 사판의 회전운동에 연동하여 왕복운동하는 다수의 피스톤과, 상기 전,후방 하우징과 실린더블록의 사이에 설치되며 밸브플레이트의 양측에 배치되어 냉매흡입공 및 냉매토출공을 개폐하는 흡입리드밸브 및 토출리드밸브를 갖는 밸브유니트와, 상기 밸브유니트의 일측에 토출리드밸브를 지지하도록 설치되는 리테이너를 포함하여 이루어진 압축기에 있어서, 상기 전,후방 하우징의 토출실에는 액냉매에 의한 액압축현상 발생시 부품의 파손을 방지할 수 있도록 상기 리테이너를 지지하는 지지수단이 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
종래에 있어서와 동일한 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략한다.
도 3 은 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 단면도이고, 도 4 는 도 3 에서의 B-B선 단면도이며, 도 5 는 본 발명에 따른 압축기에서 밸브유니트 및 가스켓을 나타내는 분해사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기(100)는, 내부에 격벽(113)을 사이에 두고 내,외측에 토출실(112)과 흡입실(111)이 각각 구획/형성되고 상호 결합되는 전,후방 하우징(110)(110a)과, 상기 전,후방 하우징(110)(110a)의 사이에 설치되는 전,후방 실린더블록(120)(120a)과, 상기 전,후방 실린더블록(120)(120a)에 회 전가능하게 지지되는 구동축(130)과, 상기 구동축(130)과 함께 회전하는 사판(140) 및 상기 사판(140)의 외주에 슈(145)를 개재하여 결합되며 상기 전,후방 실린더블록(120)(120a)의 사판실(124) 양측에 형성된 실린더보어(121) 내부를 왕복운동하는 다수의 피스톤(150)으로 구성된다.
여기서, 상기 전,후방 하우징(110)(110a)의 토출실(112)은 격벽(113)의 내측에 형성된 제 1 토출실(112a)과, 상기 격벽(113)의 외측에 형성되어 흡입실(111)과 구획되며 제 1 토출실(112a)과 토출홀(112c)을 통해 연통하는 제 2 토출실(112b)로 구성된다.
즉, 상기 제 1 토출실(112a)의 냉매가 상기 작은 직경의 토출홀(112c)을 통과할 때는 축소되고 제 2 토출실(112b)로 이동할 때는 확대되는데, 이렇게 냉매가 축소 및 확대 되는 과정에서 맥동압이 떨어져 진동과 소음을 감소할 수 있게 된다.
한편, 상기 흡입실(111)의 둘레방향으로는 다수개의 볼트체결공(116)이 형성되며, 이러한 상기 볼트체결공(116)을 통해 상기 전,후방 하우징(110)(110a)의 내측에 상기한 구성부품들을 조립한 상태에서 볼트(180)로 체결/고정하게 된다.
그리고, 상기 전,후방 실린더블록(120)(120a) 사이에 구비된 사판실(124)로 공급되는 냉매가 상기 각 흡입실(111)로 유동할 수 있도록 상기 전,후방 실린더블록(120)(120a)에는 다수의 흡입통로(122)가 형성되며, 상기 전,후방 하우징(110)(110a)의 토출실(112)은 상기 전,후방 실린더블록(120)(120a)을 관통하여 형성된 연결통로(123)에 의해 상호 연통된다.
또한, 상기 전,후방 실린더블록(120)(120a)의 중앙에는 구동축(130)을 지지 할 수 있도록 지지공(125)이 형성되고, 상기 지지공(125) 내에는 니들롤러베어링(126)이 개재되어 상기 구동축(130)을 회전가능하게 지지하고 있다.
그리고, 상기 전,후방 하우징(110)(110a)과 전,후방 실린더블록(120)(120a) 사이에는 밸브유니트(160)가 조립되는데, 상기 밸브유니트(160)는, 상기 흡입실(111)과 실린더보어(121)를 연통하는 냉매흡입공(161a) 및 실린더보어(121)와 토출실(112)을 연통하는 냉매토출공(161b)이 각각 형성된 밸브 플레이트(161)와, 상기 밸브 플레이트(161)와 전,후방 실린더블록(120)(120a)의 사이에 설치되며 상기 냉매흡입공(161a)을 개폐할 수 있도록 밸브판(163a)이 구비된 흡입리드밸브(163)와, 상기 밸브 플레이트(161)와 전,후방 하우징(110)(110a)의 사이에 설치되며 상기 냉매토출공(161b)을 개폐할 수 있도록 밸브판(162a)이 구비된 토출리드밸브(162)로 구성된다.
이러한, 상기 밸브유니트(160)는 양측면에 구비된 고정핀(164)이 상기 전,후방 하우징(110)(110a)과 전,후방 실린더블록(120)(120a)의 마주하는 면에 형성된 고정홀(115)에 삽입되면서 결합/고정된다.
또한, 상기 밸브유니트(160)와 전,후방 실린더블록(120)(120a)의 사이를 밀폐하도록 흡입리드밸브(163)의 일측에 흡입측 가스켓(165)이 설치되고, 상기 밸브유니트(160)와 전,후방 하우징(110)(110a)의 사이를 밀폐하도록 토출리드밸브(162)의 일측에 토출측 가스켓(166)이 설치되며, 여기서, 상기 가스켓(165)(166) 중 흡입측 가스켓(165)은 생략 가능하다.
그리고, 상기 밸브유니트(160)의 일측에는 상기 토출리드밸브(162)를 지지하 도록 리테이너(166a)가 설치되는데, 즉, 상기 리테이너(166a)는 토출리드밸브(162)의 각 밸브판(162a)의 과도한 변형을 방지할 수 있도록 밸브유니트(160)의 일측에 별도의 부품으로 설치될 수 도 있지만, 본 발명과 같이 상기 토출측 가스켓(166)에 일체로 형성될 수 도 있다.
따라서, 피스톤(150)의 압축행정시 상기 토출리드밸브(162)의 밸브판(162a)이 냉매토출공(161b)을 개방하면서 토출실(112) 방향으로 탄성변형하게 되며, 이때 밸브판(162a)의 과도한 변형시 상기 리테이너(166a)에 걸리면서 변형이 방지되는 것이다.
한편, 상기 후방 하우징(110a)의 외주면 상부에는 피스톤(150)의 흡입행정시 증발기로부터 이송된 냉매를 냉매흡입구(171)를 통해 압축기(100) 내부로 공급하고, 피스톤(150)의 압축행정시에는 압축기(100) 내부에서 압축된 냉매를 냉매토출구(172)를 통해 응축기 쪽으로 토출하도록 머플러(170)가 설치된다.
이러한 압축기(100)는 엔진의 동력을 전자클러치(미도시)의 단속작용에 의하여 선택적으로 전달받아 구동된다.
상기한 압축기(100)에 있어서, 상기 전,후방 하우징(110)(110a)의 토출실(112)에는 에어컨의 장시간 방치후 사용시, 액냉매에 의한 액압축현상으로 인해 부품(리테이너)의 파손을 방지할 수 있도록 상기 리테이너(166a)를 지지하는 지지수단(117)이 형성된다.
상기 지지수단(117)은 상기 토출실(112)에서 해당 리테이너(166a)와 대응하는 위치에 리테이너(166a)를 지지하도록 지지리브(117a)를 돌출형성하여 이루어진 다.
여기서, 상기 지지리브(117a)는 일반적으로 액냉매가 압축기(100)의 중력방향 하부측에 고이기 때문에 상기 토출실(112)의 중력방향 하부영역에 형성되는 것이 바람직하다.
도면에서는 상기 토출실(112)의 중심을 기준으로 하부영역에 두 개의 지지리브(117a)를 형성하여 해당 리테이너(166a)를 지지하도록 하였지만, 지지리브(117a)의 개수 및 형성위치는 설계목적에 따라 다양한 변형이 가능하다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기(100)는, 상기 전,후방 하우징(110)(110a)의 토출실(112) 하부영역에 상기 토출측 가스켓(166)의 리테이너(166a)를 지지할 수 있도록 지지리브(117a)를 형성한 것으로서, 액냉매에 의한 액압축현상 발생시 상기 토출리드밸브(162)의 밸브판(162a)이 큰 압력에 의해 상기 토출측 가스켓(166)의 리테이너(166a)를 치게 되는데, 이때 상기 토출실(112)에 형성된 지지리브(117a)가 리테이너(166a)를 지지하고 있기 때문에 리테이너(166a)의 변형 및 파손을 방지할 수 있는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 상기 전,후방 하우징(110)(110a)의 토출실(112)에 상기 토출측 가스켓(166)의 리테이너(166a)를 지지하도록 지지리브(117a)를 형성한 구성을 편의상 고정용량형 사판식 압축기(100)에 적용한 경우에 대해서만 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고 가변용량형 사판식 압축기, 전동압축기 등 다양한 종류의 압축기에 동일한 방법 및 구성으로 적용할 수 있으며, 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.
상기한 본 발명에 따르면, 에어컨의 장시간 방치후 사용시 액냉매가 모이는 전,후방 하우징의 토출실 하부영역에 토출측 가스켓의 리테이너를 지지하도록 지지리브를 형성함으로서, 액냉매에 의한 액압축현상 발생시 부품(리테이너)의 파손이 방지되고 내구성도 향상된다.

Claims (4)

  1. 내부에 흡입실(111) 및 토출실(112)이 형성되는 전,후방 하우징(110)(110a)과,
    상기 전,후방 하우징(110)(110a)의 사이에 설치되는 실린더블록(120)(120a)과,
    상기 실린더블록(120)(120a)의 실린더보어(121)내에 설치되고 구동축(130)과 함께 회전하는 사판(140)의 회전운동에 연동하여 왕복운동하는 다수의 피스톤(150)과,
    상기 전,후방 하우징(110)(110a)과 실린더블록(120)(120a)의 사이에 설치되며 밸브플레이트(161)의 양측에 배치되어 냉매흡입공(161a) 및 냉매토출공(161b)을 개폐하는 흡입리드밸브(163) 및 토출리드밸브(162)를 갖는 밸브유니트(160)와,
    상기 밸브유니트(160)의 일측에 토출리드밸브(162)를 지지하도록 설치되는 리테이너(166a)를 포함하여 이루어진 압축기에 있어서,
    상기 전,후방 하우징(110)(110a)의 토출실(112)에는 액냉매에 의한 액압축현상 발생시 부품의 파손을 방지할 수 있도록 상기 리테이너(166a)를 지지하는 지지수단(117)이 형성되고,
    상기 지지수단(117)은 상기 해당 리테이너(166a)와 대응하는 위치에 리테이너(166a)를 지지하는 지지리브(117a)를 돌출형성하되 상기 토출실(112)의 하부영역에 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 리테이너(166a)는 상기 밸브유니트(160)와 전,후방 하우징(110)(110a)의 사이를 밀폐하도록 설치되는 가스켓(166)에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 압축기.
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